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RÉSUMÉ
Une liaison à courant continu est constituée de stations de convertisseurs permettant de relier les réseaux alternatifs entre eux. Les convertisseurs alternatif/continu peuvent être de deux types. Les convertisseurs à thyristors, disponibles sous de fortes valeurs de puissance et de tension continue, nécessitent une bonne puissance de court-circuit, consomment de la puissance réactive et engendrent des harmoniques. Les convertisseurs sources de tension, disponibles sous des puissances moyennes, présentent plus d’avantages, notamment le contrôle de la puissance réactive et la suppression des harmoniques. Cet article décrit les fonctionnalités, caractéristiques, avantages, inconvénients de ces deux types de convertisseurs.
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Eric JONCQUEL : Ingénieur de l’ENSEEIHT - Ingénieur-Chercheur au département Technologies et Économie des Systèmes - Électriques – EDF Recherche et Développement
INTRODUCTION
Une liaison à courant continu est constituée d’une ligne à courant continu reliant au moins deux réseaux alternatifs par l’intermédiaire de stations de conversion. Deux types de convertisseurs alternatif/continu sont actuellement utilisés dans les stations de conversion.
Les premiers, apparus dans les années 1970 en remplacement des convertisseurs utilisant des valves à vapeur de mercure, sont les convertisseurs à thyristors. Ces convertisseurs sont disponibles sous de grandes puissance et tension continue (jusqu’à 3 000 MW et 600 kV) ; leur coût s’est stabilisé et ils disposent d’un bon retour d’expérience. Ils consomment de la puissance réactive, génèrent des harmoniques, nécessitent une bonne puissance de court-circuit et sont sensibles aux creux de tension alternative.
Les seconds, apparus en 1997 et issus de l’industrie des convertisseurs pour moteurs à vitesse variable, sont les convertisseurs autonomes dit « sources de tension ». Ces convertisseurs sont disponibles dans une gamme de puissance moyenne (jusqu’à 350 MW et 150 kV), génèrent des harmoniques HF faciles à filtrer et apportent aux réseaux alternatifs des fonctions supplémentaires telles que le contrôle de la puissance réactive, l’élimination d’harmoniques, l’alimentation de réseaux passifs en contrôlant tension et fréquence. Ils sont sujets à des pertes Joule supérieures aux convertisseurs à thyristors et sont sensibles aux courts-circuits continus.
Ce dossier décrit les réglages, caractéristiques, avantages, inconvénients et fonctionnalités de ces deux types de convertisseurs alternatif/continu que l’on trouve dans les liaisons à courant continu récentes.
Ce dossier fait suite .
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- Version courante de mai 2022 par Yannick VERNAY, Sébastien DENNETIERE
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Conclusion2. Liaisons à convertisseurs source de tension
2.1 Généralités
Un VSC, Voltage Sourced Converter, convertisseur source de tension ou convertisseur autonome, est un convertisseur alternatif/continu composé d’interrupteurs commandables à la fermeture et à l’ouverture contrôlé en modulation sinusoïdale MLI, modulation de largeur d’impulsions ([E 3 967] Modulations MLI et MPI). La figure 7 montre un exemple de modulation MLI et de la tension quasi sinusoïdale obtenue après filtrage. Un VSC se comporte comme une source de tension alternative autonome dont on contrôle parfaitement phase et amplitude. Ainsi, un VSC peut échanger avec le réseau alternatif des puissances active et réactive, en restant dans les limites de fonctionnement de la figure 8.
On dispose sur un VSC d’au moins deux degrés de libertés qui sont l’amplitude et la phase de la tension générée. Toute différence d’amplitude entre les tensions du réseau et du convertisseur se traduit par un échange avec le réseau de puissance réactive. Toute différence de phase entre les tensions du réseau et du convertisseur se traduit par un échange avec le réseau de puissance active.
Une liaison continue à VSC consiste en deux convertisseurs VSC, connectés chacun à un réseau alternatif dont on relie les côtés continus par un câble. Chaque convertisseur est capable d’échanger de la puissance réactive avec le réseau alternatif sur lequel il est connecté. La liaison rend possible l’échange de puissance active entre les deux réseaux ac dans les deux sens. Un schéma de principe est présenté dans [D 4 761].
HAUT DE PAGE2.2 Réglages...
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